Ntụgharị asụsụ akụkọ sitere n'aka ndị odee sitere na nyocha IBM.
Ọganihu dị mkpa na physics ga-enyere anyị aka ịmụ njirimara anụ ahụ nke semiconductor n'ụzọ zuru oke. Nke a nwere ike inye aka mee ka mmepe teknụzụ semiconductor nke ọgbọ na-abịa ngwa ngwa.
Ndị dere:
- Onye ọrụ, nyocha IBM
Doug Bishop - Injinia njirimara, nyocha IBM
Semiconductor bụ ihe ndị bụ isi na-ewu ụlọ nke oge eletrọnịkị dijitalụ nke oge a, na-enye anyị ngwaọrụ dị iche iche na-erite uru na ndụ ọgbara ọhụrụ anyị, dịka kọmputa, smartphones na ngwaọrụ mkpanaka ndị ọzọ. Mmelite na arụmọrụ semiconductor na arụmọrụ na-emekwa ka ngwa semiconductor ọgbọ na-abịa na mgbako, nghọta, na ntụgharị ume. Ndị na-eme nchọpụta gbalịsiri ike imeri njedebe na ikike anyị ịghọta nke ọma ụgwọ eletrọnịkị n'ime ngwaọrụ semiconductor na ihe semiconductor dị elu nke na-egbochi ike anyị ịga n'ihu.
Na ọmụmụ ọhụrụ na akwụkwọ akụkọ Mmekọrịta nyocha nke IBM Research na-eduzi na-akọwa ọganihu na-akpali akpali na idozi ihe omimi dị afọ 140 na physics, nke ga-eme ka anyị mụọ àgwà anụ ahụ nke semiconductor n'ụzọ zuru ezu ma mee ka mmepe nke ihe ọhụrụ semiconductor dị mma.
Iji ghọta physics nke semiconductor n'ezie, anyị ga-ebu ụzọ ghọta njirimara ndị bụ isi nke ndị na-ebu ụgwọ n'ime ihe, ma ha bụ ihe na-adịghị mma ma ọ bụ nke dị mma, ọsọ ha na mpaghara eletrik etinyere, yana etu esi jupụta n'ime ihe ahụ. Ọkachamara physics Edwin Hall chọtara ụzọ isi chọpụta akụrụngwa ndị a na 1879 mgbe ọ chọpụtara na oghere ndọta ga-emebi mmegharị nke ụgwọ elektrọn n'ime onye na-eduzi ya, yana na enwere ike tụọ ọnụọgụ ngbanwe dị ka ọdịiche nwere ike dabere n'ụzọ nke ebubo. irighiri ihe, dika egosiri na eserese 1a. Voltage a, nke a maara dị ka voltaji nke Ụlọ Nzukọ, na-ekpughe ozi dị mkpa gbasara ndị na-ebu ụgwọ na semiconductor, gụnyere ma ha bụ electrons na-adịghị mma ma ọ bụ ezigbo quasiparticles a na-akpọ "oghere," ngwa ngwa ha na-agagharị na eletriki eletrik, ma ọ bụ "mgbanwe" ha (µ , na ntinye uche ha (n) n'ime semiconductor.
Ihe omimi dị afọ 140
Ọtụtụ iri afọ ka achọpụtachara Ụlọ Nzukọ, ndị nchọpụta chọpụtakwara na ha nwere ike iji ìhè mee nha nke mmetụta Ụlọ Nzukọ ahụ-nnwale a na-akpọ foto-Hall, lee foto 1b. N'ime nnwale ndị dị otú ahụ, ọkụ ọkụ na-emepụta ọtụtụ ndị na-ebu, ma ọ bụ ụzọ abụọ electron-hole, na semiconductor. N'ụzọ dị mwute, nghọta anyị nke isi mmetụta Ụlọ Nzukọ enyela nghọta n'ime naanị ọtụtụ (ma ọ bụ ọtụtụ) ndị na-ebu ụgwọ. Ndị nchọpụta ahụ enweghị ike wepụ paramita sitere na mgbasa ozi abụọ (isi na ndị na-abụghị ndị isi) n'otu oge. Ozi dị otú ahụ bụ isi maka ọtụtụ ngwa metụtara ọkụ, dị ka ogwe anwụ na ngwaọrụ ndị ọzọ optoelectronic.
Ọmụmụ akwụkwọ akụkọ IBM Research na-ekpughe otu n'ime ihe nzuzo echekwara ogologo oge nke mmetụta Ụlọ Nzukọ. Ndị na-eme nchọpụta si Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Korea Research Institute of Chemical Technology (KRICT), Mahadum Duke, na IBM achọpụtala usoro ọhụrụ na usoro nke na-enye anyị ohere iwepụta ozi n'otu oge banyere isi na ndị na-abụghị isi. ndị na-ebu ibu, dị ka itinye uche ha na njem ha, yana nweta ozi ndị ọzọ gbasara oge ndụ nke onye na-ebu ya, ogologo mgbasa ozi na usoro nchịkọtaghachi.
Kpọmkwem, na nnwale foto-Ụlọ Nzukọ, ma ndị na-ebu ya na-enye aka na mgbanwe na conductivity (σ) na Ụlọ Nzukọ (H, nha nha nke voltaji Ụlọ Nzukọ na oghere magnet). Nghọta ndị bụ isi na-abịa site n'ịle conductivity na ọnụ ụlọ ọnụ ụlọ dị ka ọrụ nke ike ọkụ. Ezochiri n'ụdị conductivity-Hall coefficient curve (σ-H) na-egosi isi ihe ọmụma ọhụrụ: ọdịiche dị na ngagharị nke ndị na-ebu abụọ ahụ. Dị ka a tụlere n'isiokwu ahụ, enwere ike igosipụta mmekọrịta a nke ọma:
$$ ngosi$$ Δµ = d (σ²H)/dσ$$ ngosi$$
Malite na njupụta nke ọtụtụ ụgbọelu amaara site na nha Ụlọ Nzukọ ọdịnala n'ọchịchịrị, anyị nwere ike ikpughe maka ma ihe ka n'ọnụ ọgụgụ na nke nta na njupụta dị ka ọrụ nke ike ọkụ. Ndị otu ahụ kpọrọ usoro nha ọhụrụ ahụ: Ụlọ foto Carrier-Resolved (CRPH). Site na njiri mara nke ọkụ ọkụ, enwere ike guzobe ndụ nke onye na-ebu ya n'otu ụzọ ahụ. Njikọ a na ngwọta ya ezorola ihe fọrọ nke nta ka ọ bụrụ otu narị afọ na ọkara kemgbe nchọpụta nke mmetụta Ụlọ Nzukọ.
Ewezuga oganihu na nghota usoro ihe omuma a, oganihu n'uzo nnwale dikwa oke egwu iji mee ka usoro ohuru a nwee ike. Usoro a chọrọ nha dị ọcha nke mgbaàmà Ụlọ Nzukọ, nke nwere ike isi ike maka ihe ebe mgbaàmà Ụlọ Nzukọ na-adịghị ike (dịka ọmụmaatụ, n'ihi obere njem) ma ọ bụ mgbe mgbaàmà ndị ọzọ na-achọghị dị, dị ka ọkụ ọkụ ọkụ ọkụ. Iji mee nke a, ọ dị mkpa iji oghere magnetik na-emegharị ọnụ. Dịka mgbe ị na-ege ntị na redio, ịkwesịrị ịhọrọ ugboro ole ọdụ ụgbọ mmiri achọrọ, tụfuo ugboro ole ndị ọzọ niile na-eme mkpọtụ. Usoro CRPH na-aga n'ihu otu nzọụkwụ wee họrọ ọ bụghị naanị ugboro achọrọ kamakwa oge nke oghere magnetik na-emegharị site na iji usoro a na-akpọ synchronous sensing. Amara echiche a gbasara nha ọnụ ụlọ oscillating kemgbe ogologo oge, mana usoro ọdịnala nke iji sistemu igwe igwe eletrọnịkị na-emepụta oghere ndọta na-agbagharị adịghị arụ ọrụ.
Nchọpụta gara aga
Dị ka ọ na-emekarị na sayensị, ọganihu n'otu mpaghara na-ebute site na nchọpụta n'akụkụ ọzọ. Na 2015, IBM Research kọrọ ihe omume amabeghị na mbụ na physics metụtara mmetụta mgbochi ndọta ọhụrụ a na-akpọ mmetụta "kamel hump", nke na-eme n'etiti ahịrị abụọ nke transverse dipoles mgbe ha gafere ogologo ogologo, dị ka egosiri na Figure 2a. Mmetụta ahụ bụ akụkụ dị mkpa nke na-enyere ụdị ọnyà magnetik ọhụrụ aka nke a na-akpọ ọnyà akara dipole (PDL trap), dị ka egosiri na Figure 2b. Enwere ike iji ọnyà magnetik PDL dị ka ikpo okwu akwụkwọ akụkọ maka ngwa nhụta dị iche iche dị ka tiltmeter, seismometer (ihe mmetụta ala ọma jijiji). Sistemụ ihe mmetụta ọhụrụ dị otú ahụ, yana nnukwu teknụzụ data, nwere ike imepe ọtụtụ ngwa ọhụrụ, ndị otu nyocha IBM na-enyochakwa nnukwu ikpo okwu nyocha data akpọrọ IBM Physical Analytics Integrated Repository Service (PAIRS), nke nwere akụ nke geospatial. na data ịntanetị nke ihe (IoT).
N'ụzọ dị ịtụnanya, otu ihe PDL ahụ nwere ngwa ọzọ pụrụ iche. Mgbe a na-atụgharị ya, ọ na-arụ ọrụ dị ka ezigbo usoro nnwale foto-Ụlọ Nzukọ iji nweta oscillation na-enweghị isi na nke dị ọcha nke oghere magnetik (Njirimara 2c). Nke kachasị mkpa, sistemụ ahụ na-enye ohere zuru oke iji nye ìhè nke mpaghara sara mbara nke ihe nlele ahụ, nke dị oke mkpa na nnwale foto-Ụlọ Nzukọ.
Mmetụta
Usoro ụlọ foto ọhụrụ anyị mepụtara na-enye anyị ohere iwepụta ozi dị ịtụnanya site na semiconductor. N'adịghị ka naanị parampat atọ enwetara na nha Ụlọ Nzukọ oge gboo, usoro ọhụrụ a na-ewepụta ihe ruru paramita asaa na nke ọ bụla n'ime ọkụ ọkụ a nwalere. Nke a na-agụnye mmegharị nke ma electrons na oghere; ntinye uche nke onye na-ebu ha n'okpuru mmetụta nke ìhè; recombination oge ndụ; na ogologo mgbasa maka electrons, oghere na ụdị ambipolar. Enwere ike ịmegharị ihe ndị a niile ugboro N ugboro ugboro (ya bụ ọnụọgụ ọkụ ọkụ ejiri na nnwale).
Nchọpụta ọhụrụ a na teknụzụ ga-enyere aka ịkwalite ọganihu semiconductor na teknụzụ dị adị na nke na-apụta. Ugbu a, anyị nwere ihe ọmụma na ngwá ọrụ dị mkpa iji wepụta njirimara anụ ahụ nke ihe semiconductor n'ụzọ zuru ezu. Dịka ọmụmaatụ, ọ ga-enyere aka mee ka mmepe nke teknụzụ semiconductor nke ọgbọ na-esote, dị ka ogwe anyanwụ ka mma, ngwaọrụ optoelectronic ka mma, na ihe ọhụrụ na ngwaọrụ maka teknụzụ ọgụgụ isi.
akụkọ ebipụtara na October 7, 2019 na .
Translation: Nikolay Marin (), Chief Technology Officer IBM na Russia na CIS mba.
isi: www.habr.com